基础工程试题与答案

※<习题一>什么是地基？什么是基础？它们是如何相互作用的？5※<习题二>简述上部结构刚度对基础设计的影响？5※<习题三>某场地地基土三个载荷试验点获得的试验结果分别是：223kPa、286kPa、252kPa，试确定该层土的地基承载力特征值？5※<习题四>在进行基础设计时，由习题三确定的地基承载力特征值还需要进行深宽修正吗？为什么？5※<习题五>试由地基土的强度条件推导中心荷载下确定基础底面尺寸的计算公式。

5※<习题六>某多层住宅墙基，相应于荷载效应基本组合时传至基础顶部的轴心荷载F＝180kN/m，埋深 1.1m，地基为粉质粘土，由载荷试验确定的地基土的承载力为218kPa。

地面以下砖台厚380mm，基础用砖砌体，试确定所需基础宽度和高度，并绘出基础剖面图。

5※<习题七>在截面为600mm×800mm的单层厂房柱下设置矩形钢筋混凝土扩展基础。

设计地面标高为±0.000，相应于荷载效应基本组合和标准组合时传至－1.000m标高处的柱竖向力F=680kN，力矩M=240kN·m，水平力FH=60kN(其对基底的力矩与M 同向)。

地基从地面至－1.800m为疏松杂填土， =16.2kN/m3，其下为深达－10.700m的细砂，其标准贯入试验锤击数N=2l。

如取基础埋深 =2m，基础底面长宽比为l.5，试确定基础埋深、基底尺寸并设计基础截面和配筋(自选材料)5※<习题八>某建筑物采用框架结构，柱截面尺寸600mm×600mm，其刚度相对较大，柱网布置如下图。

相应于荷载效应基本组合时传至基础顶面的柱荷载，中柱为820kN，边柱为780 kN，地基土相对均匀，从地面至设计地面下8.9m均为粘土层，其下为密实卵石层。

若基础置于设计地面标高下2.4m处，经载荷试验获得该土层的承载力特征值为228kPa，该土层的物理指标： =18.5kN/m3， =0.82，液性指数=0.78。

若横向采用单向条形基础，试对其进行设计。

5※<试卷及部分参考答案>基础工程试卷2000—2001学年第二学期班级学号姓名成绩一、概念解释(4×5=20分)1. 常规设计2. 桩基础3．刚性角4．文克勒地基5. 梁的特征长度1/λ二、（20分）[除1题第4个空2分外,其余每空1分]1. 桩侧负摩阻力一般在①，②，③等条件下产生，会造成的影响。

2．常用的基础按结构型式有如下几种①基础，②基础，③基础，④基础等。

3．为防止地基不均匀沉降通常采用以下三个方面的措施：①措施，②措施，③措施。

4．桩据其受力特点可分为：①桩，②桩，③桩。

5．目前常用的属于线性变形体的地基模型是①，②，③。

6．结构设计一般要进行和验算。

二、判断（对的打√错的打×）(2×8=16分)1．刚性基础的埋置深度有时还要受基础刚性角的限制。

（）2．柔性基础承受均布荷载时，其基础沉降也趋于一致。

（）3．用现场载荷试验确定地基承载力，可从试验曲线上采用强度控制或变形控制两种取值方法来确定地基承载力的设计值。

（）4．考虑地基与基础相互作用时，既要满足接触条件，又要满足静力平衡条件。

（）5．基础设计中，配筋由计算确定。

（）6．由计算基础沉降的公式S=(1-μ-2)ωP0b/E0可知，基础宽度b越大，则基础沉降s越大，所以，加大基础尺寸会使沉降加大。

（）7．考虑上部结构、地基、与基础相互作用的基础设计计算中，在满足地基与基础的接触条件所求解出的基础弯矩，通常按基础与上部结构的刚度比来计算基础的分担部分。

（）8．开挖基坑移去的土重，可以补偿建筑物的重量，因此基础只要有足够的埋深，就可有效降低基底附加应力，甚至使基底附加应力趋于零。

（）三、叙述题(6×3=18)1．桩基的设计原则方法及设计内容。

2．在防止建筑物不均匀沉降时，所采取的建筑措施主要有哪些。

3．叙述你对P≤f，及Pmax≤1.2f的理解。

四、解算（6+20=26分）（2、3题任选其一）1．某基础梁平面如下图，已知地基分块1上作用的单位荷载对其他分块的影响而产生的沉降(单位mm)，试写出此地基的柔度矩阵。

12345678P=118.7 6.3 0.9 0.16 0.03 0.0 0.0 0.0L=2.0×8=16mb=2.5m2．某框架结构相邻柱下矩形基础j和k的柱距为6m，具有相同的埋深d=1.5m 和长宽比l/b=1.5，分别承受的竖向轴心荷载设计值为Fj=323.4KN，Fk=660KN,地基为很厚的均质粘土，其物理力学指标：天然重度γ=20KN/m-3，承载力设计值f=130Kpa，变形模量E0=7.75Mpa，泊松比μ=0.35。

要求：（1）按承载力确定基底尺寸。

（2）计算基础的沉降sj和sk。

（3）若要求两基础沉降相等，j和k的基底尺寸又是多少。

注：δii=(1-μ2)ω/(E0li)，由l/b=1.5可查得ω=1.08，δij=(1-μ2)/(πE0r)，取荷载标准值为设计值的0.85倍，迭代精度e=0.023．桩基础设计计算包括对单桩设计和承台设计两部分，承台应满足受弯、受冲切、受剪要求，对下图所示桩基础，进行计算标注，并写出承台受弯、受冲切、受剪计算表达式。

基础工程试卷部分参考答案2000—2001学年第二学期班级学号姓名成绩一、概念解释(4×5=20分)1. 常规设计：既不遵循上部结构与基础的变形协调条件,也不考虑地基与基础的相互作用，地基反力按线性分布简化计算的基础设计计算方法称为常规设计。

这种方法一般用于浅基础（如扩展基础、双柱联合基础）的设计计算，同时也经常用于许多连续基础的初步设计。

2. 桩基础：桩基础是最常用的深基础形式之一，一般由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成，桩顶埋入承台中。

按桩的受力情况可分为摩擦桩、端承桩、摩擦型端承桩（端承型摩擦桩）。

随着承台与地面的相对位置不同，有低承台桩基（工业与民用建筑桩基）和高承台桩基（桥梁和港口工程桩基）3．刚性角：不配筋基础的材料都具有较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高。

设计时必须保证发生在基础内的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值，这种保证通常是通过对基础的构造的限制来实现，即要求基础每个台阶的宽度与高度之比都不得超过规范允许值。

基础外伸宽度与台阶高的反正切形成角度一般称为刚性角。

4．文克勒地基：认为地基土的本构关系符合：地基上任一点所受的压力强度p 与该点的地基沉降s成正比，即p=ks，其中k称为基床反力系数（简称基床系数）的地基称为文克勒地基。

这一地基模型是由捷克工程师文克勒（Winkler）首先提出的，因此称为文克勒地基。

这一假设忽略了地基土中剪应力的存在。

一般认为力学性质与水相近的地基，用文克勒地基最合5. 梁的特征长度1/λ：λ=[(kb)/(4ECI)]-1/4-,为地基梁挠度微分方程中的一个参数,它的大小与集中基床系数kb和梁的抗弯刚度ECI有关.它的倒数1/λ称为梁的特征长度, 特征长度越大则梁相对愈刚。

所以λ是影响梁挠曲曲线形状的一个重要因素。

二、填空（20分）[除1题第4个空2分外,其余每空1分]1. 桩侧负摩阻力一般在①位于桩周欠固结的软粘土或新填土在重力作用下产生固结，②大面积堆载使桩周土层压密, ③地下水位下降引起大面积地面沉降等条件下产生，会造成桩的实际受荷加大,从而沉降加大,承载力下降的影响。

(另外,④自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷,⑤打桩时使已设置的临桩抬升.亦可作为答案,5点选3点填空即可.造成的影响①桩的实际受荷加大, ②沉降加大, ③承载力下降,答其一,或都答,均得分)2．常用的基础按结构型式有如下几种①独立基础，②条形基础，③筏板基础，④箱形基础等。

(另外,,⑤桩基础,亦可作为答案,5点选4点填空即可.)3．为防止地基不均匀沉降通常采用以下三个方面的措施：①建筑措施，②结构措施，③施工措施。

4．桩据其受力特点可分为：①竖向受荷桩，②水平受荷桩，③承受上拔力桩桩。

(亦可答为: ①摩擦桩, ②端承桩, ③摩擦型端承桩或端承型摩擦桩)5．目前常用的属于线性变形体的地基模型是①文克勒地基模型，②弹性半空间地基模型，③线性变形层和单向压缩层地基模型。

6．结构设计一般要进行承载力和变形(沉降) 验算。

三、判断（对的打√错的打×）(2×8=16分)1．刚性基础的埋置深度有时还要受基础刚性角的限制。

（√）2．柔性基础承受均布荷载时，其基础沉降也趋于一致。

（×）3．用现场载荷试验确定地基承载力，可从试验曲线上采用强度控制或变形控制两种取值方法来确定地基承载力的设计值。

（×）4．考虑地基与基础相互作用时，既要满足接触条件，又要满足静力平衡条件。

（√）5．基础设计中，配筋由计算确定。

（×）6．由计算基础沉降的公式S=(1-μ-2)ωP0b/E0可知，基础宽度b越大，则基础沉降s越大，所以，加大基础尺寸会使沉降加大。

（×）7．考虑上部结构、地基、与基础相互作用的基础设计计算中，在满足地基与基础的接触条件所求解出的基础弯矩，通常按基础与上部结构的刚度比来计算基础的分担部分。

（√）8．开挖基坑移去的土重，可以补偿建筑物的重量，因此基础只要有足够的埋深，就可有效降低基底附加应力，甚至使基底附加应力趋于零。

（×）四、叙述题(6×3=18)1．桩基的设计原则方法及设计内容。

答：桩基的设计原则方法：建筑桩基设计与建筑结构设计一样，同样要采用以概率论为基础的极限状态设计法。

按极限状态设计桩基须进行下列计算和验算：（1）对所有桩基均应进行承载能力极限状态计算，内容包括：1）据桩基的使用功能和受力特征进行基桩的竖向（抗压或抗拔）承载力和水平承载力计算，对某些条件下的群桩基础宜考虑由桩、土、承台相互作用产生的承载力群桩效应；2）对桩端平面以下存在软弱下卧层时，应验算其承载力；3）按规范要求，验算桩基抗震承载力；4）承台及桩身的承载力验算。

（2）按规范要求对桩基的变形进行验算。

桩基的设计内容：（1）选择桩的类型和几何尺寸；（2）确定单桩竖向（和水平向）承载力设计值；（3）确定桩的数量、间距和布置方式；（4）验算桩基的承载力和沉降；（5）桩身结构设计；（6）承台设计；（7）绘施工图。

2．在防止建筑物不均匀沉降时，所采取的建筑措施主要有哪些。

答：（1）建筑物的体型应力求简单。

建筑物平面和立面上的轮廓形状，构成了建筑物的体型。

复杂的体型常常是削弱建筑物整体刚度和加剧不均匀沉降的重要因素，因此，在满足使用要求的前提下应尽量采用简单的建筑体型。